Estabilidade

Observar e analisar o comportamento das dispersões é um conceito amplamente utilizado na pesquisa, indústria, agricultura, alimentação, farmácia ou em casa e cuidados de saúde, visto que o estado da dispersão das partículas regula o comportamento de produtos intermediários durante o processamento, bem como muitos aspectos funcionais do produto final e a sua vida de prateleira, observando os aspectos que resultam na desestabilização da dispersão (LERCHE; SOBISCH, 2014)

A estabilidade física das soluções e tamanho das partículas pode ser medida pelo equipamento LUMiSizer (LUM GmbH, Dispersion & Stability Analyses), um novo instrumento, de simples operação, que emprega sedimentação centrífuga para acelerar a ocorrência de fenômenos de instabilidade (LUMISIZER, 2016).

A centrífuga analítica de multi amostras - LUMiSizer® (LUM GmbH, Dispersion &Stability Analyses) permite medir a intensidade da luz transmitida em função do tempo e a posição ao longo de todo o Figura 4 - Curva de variação do potencial zeta com o pH (Adaptado de Malvern, 2012).

comprimento da amostra ao mesmo tempo. O sistema de medição é mostrado na Figura 5.

Fonte: DETLOFF; SOBISCH; LERCHE, (2007).

(1) Uma fonte de luz emite luz NIR-Paralela (2) emitida através das células das amostras (3) que se encontram no rotor (4). A distribuição de transmissão local é registrada ao longo de todo o comprimento da amostra pelo detector.

Os dados são apresentados como uma função da posição no interior da amostra, como a distância a partir do centro de rotação, denominados perfis de transmissão. A progressão destes contém informações sobre a cinética do processo de separação e permite a caracterização de partículas. Ao mesmo tempo, até 12 diferentes amostras podem ser analisadas simultaneamente, ajustando os paramentos instrumentais de medição: velocidade de rotação, temperatura, tempo de análise e números de leituras.

A partir desse levantamento bibliográfico que foi abordado, incluindo o conhecimento dos processos e da matéria prima a ser tratada, foi dado início aos processos experimentais.

4 MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo estão descritos os materiais e métodos adotados para a realização dos experimentos, assim como os procedimentos laboratoriais utilizados. Este trabalho foi desenvolvido no Laboratório de de Separação por Membranas LABSEM, Laboratório de Controle de Processos LCP, Laboratório Central de Biologia Molecular Estrutural CEBIME, núcleo de pesquisas em materiais cerâmicos e compósitos CERMAT, e Laboratórios de Simulação Numérica de Sistemas Químicos e de Transferência de Massa LABMASSA – LABSIN todos pertencentes ao Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

4.1 MATERIAIS 4.1.1 Lisozima

A lisozima da clara do ovo de galinha utilizada nos ensaios foi adquirida da Sigma-Aldrich, com pureza superior a 99%, massa molecular média de 13,4 kDa e ponto isoelétrico de 10,7.

4.1.2 Aparato experimental

O aparato experimental é composto por um campo magnético gerado pela presença de dois ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro (Nd2Fe14B) com dimensões de 50 x 50 x 25 mm, permitindo uma

densidade de fluxo de 0,7 T e também pelo posicionamento de imãs permanentes de Nd2Fe14B no formato de arranjos de Halbach, permitindo

uma densidade de fluxo de 1,34 T. A intensidade do campo magnético foi medida com um transdutor de campo magnético (modelo TMAG-1T, Globalmag Ltda, Brasil). Neste processo, pequenas quantidades de solução de lisozima foram expostas ao campo dentro de pipetas Pasteur, como mostra a Figura 7. Ímãs com pólos magnéticos invertidos, ou seja, com o mesmo pólo direcionados em paralelo, com densidade de fluxo de 0,15 T também foram rearranjados a partir dos ímãs permanentes de 0,7 T.

(a) (b)

(c)

Figura 7 - Amostra controle de solução de lisozima (a) Ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro (Nd2Fe14B) com densidade de fluxo de 0,71 T (b) Arranjo

4.2 MÉTODOS

4.2.1 Procedimentos experimental

Os ensaios de lisozima foram realizados seguindo um planejamento fatorial 23 _{variando as condições experimentais: pH, força}

iônica e densidade de fluxo magnético, como pode ser observado na Tabela 2. A concentração de enzima (0,5 g.L-1_{), o tempo de exposição ao}

campo magnético (2 h) e o volume de solução submetida ao campo (2 mL) foram fixados.

Tabela 2 - Valores utilizados no planejamento fatorial completo 2³ (com triplicata no ponto central) para o tratamento magnético.

Variáveis Independentes

Níveis

-1 0* 1

pH 8,7 11,7 13,7

Força iônica (mM) 0 25 50

Densidade de fluxo magnético

(tesla) 0 0,7 1,4

* Ponto Central

No preparo das soluções enzimáticas de lisozima utilizou-se água ultrapura (Millipore Direct - Q® 3 UV with Pump), obtida com resistividade igual a 18,2 MΩ.cm a 25 °C.

A quantidade de lisozima a ser utilizada nos experimentos foi determinada por trabalhos anteriores realizados pelo grupo LABSEM com albumina de soro bovino, trabalhando-se com a mesma concentração molar, resultando no valor de 0,5 g/L, que foi fixado para todos os ensaios. Para ajustar o pH das soluções utilizou-se o hidróxido de potássio (KOH), nas concentrações de 0,25, 0,1 e 1 M e cloreto de sódio (NaCl) para modificar a força iônica.

As soluções foram posicionadas no centro dos campos magnéticos, com tempo de exposição de 2h a temperatura ambiente. Amostras de

soluções enzimáticas que não sofreram indução magnética, foram denominadas de ensaios controle, realizados nas mesmas condições que os demais ensaios. Sendo assim, foi possível avaliar o efeito do campo magnético, pH e força iônica na atividade enzimática da lisozima.

Como o pH teve uma forte influência sobre a atividade enzimática, deslocou-se os níveis para valores menores e intermediários de pH sem o uso do campo magnético, no intuito de averiguar se de fato o campo magnético era um fator fundamental para o aumento da atividade enzimática. Estes experimentos foram realizados com a intenção de avaliar se apenas com a alteração do pH e da força iônica, se alcançaria uma resposta semelhante aos ensaios com campo magnético. Para essa etapa, utilizou-se um planejamento fatorial 2² cujos níveis são mostrados na Tabela 3:

Tabela 3 - Valores utilizados no planejamento fatorial completo 2² (com triplicata no ponto central).

Variáveis Independentes Níveis

-1 0* 1

pH 7 10 13

Força iônica (mM) 0 25 50

O rearranjo do aparato experimental com ímãs invertidos, ou seja, direcionados com o mesmo pólo (N-N; S-S), gerando uma densidade de fluxo de 0,15 T, foi realizado em triplicata para o ensaio a pH 13 e também para o ensaio a pH nativo de 10